DE19814249A1 - Resistance welding device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Widerstandsschweißvorrichtung mit einer Schweißstromquelle, einem Steuer- und/oder Regelgerät für den Schweiß strom und mindestens einer vorzugsweise auswechselbaren Schweißzange an der Schweißelektroden derart befestigt sind, daß sie gegen miteinander zu verschweißende Bleche gedrückt werden können.The invention relates to a resistance welding device with a Welding power source, a control and / or regulating device for welding current and at least one preferably replaceable welding gun are attached to the welding electrodes so that they against each other welding plates can be pressed.
Derartige Widerstandsschweißvorrichtungen werden insbesondere für die Durchführung von Punktschweißungen im Karosseriebau verwendet. Dabei werden in der Regel zwei, teilweise auch mehrere miteinander zu ver schweißende Bleche in Kontakt gebracht und die Schweißelektroden mittels der Schweißzange auf die Oberflächen dieser Bleche gedrückt. Aufgrund des Schweißstroms wird die Kontaktzone zwischen diesen beiden Blechen aufgeschmolzen und bewirkt so die Entstehung eines Schweißpunktes.Resistance welding devices of this type are used in particular for Performing spot welds used in body construction. Here are usually two, sometimes also several to ver welding plates in contact and the welding electrodes by means of the welding gun is pressed onto the surfaces of these sheets. Because of the Welding current becomes the contact zone between these two sheets melted and thus creates a weld spot.
Der Verlauf des Schweißstroms muß in engen Grenzen gesteuert bzw. geregelt werden, damit der Schweißpunkt die erforderliche Qualität aufweist und eine gute Verbindung der zu verschweißenden Bleche ohne die Entste hung von Spritzern ermöglicht wird.The course of the welding current must be controlled within narrow limits or be regulated so that the welding spot is of the required quality and a good connection of the sheets to be welded without the first is made possible by splashes.
Zur optimalen Regelung des Schweißstromverlaufes werden unterschiedliche Verfahren verwendet. In einem einfachen Verfahren (statische Steuerung) sind Schweißzeit, Stromstärke des Schweißstroms und die Andrückkraft der Elektroden fest vorgegeben. Aufwendigere, dynamische Regelverfahren verwenden Referenzkurven des dynamischen Schweißstromverlaufs und des dynamischen Elektroden-Spannungsabfall-Verlaufs. Während der Schwei ßung werden über Meßvorrichtungen kontinuierlich der dynamische Schweißstrom und die Elektrodenspannung gemessen. Bei Abweichungen von der Referenzkurve wird durch das Steuer- und/oder Regelgerät die Schweißstromquelle verstellt, so daß der gemessene Strom- und Span nungsverlauf möglichst dem vorgegebenen Referenzverlauf entspricht.For optimal control of the welding current course, different Procedure used. In a simple process (static control) are the welding time, the current of the welding current and the pressing force of the Fixed electrodes. More complex, dynamic control processes use reference curves of the dynamic welding current curve and the dynamic electrode voltage drop curve. During the sweat ß are continuously dynamic the measuring devices Welding current and the electrode voltage measured. In the event of deviations of the reference curve is the control and / or regulating device Welding current source adjusted so that the measured current and span development curve corresponds as far as possible to the specified reference curve.
Alternativ können auch beliebige andere physikalische Größen zur Schweiß regelung verwendet werden, z. B. in die Schweißung eingeleitete Ultraschall signale oder durch den Schweißvorgang entstehende Schallsignale, Elektro denkraft, Elektrodenbewegung, Thermospannungen, Leistung, Widerstand und Energie.Alternatively, any other physical parameters for welding can also be used regulation can be used, e.g. B. Ultrasound introduced into the weld signals or sound signals generated by the welding process, electrical force, electrode movement, thermal voltages, power, resistance and energy.
Bei allen bekannten Steuer- bzw. Regelverfahren sind die Steuer- bzw. Regelparameter, d. h. die Referenzdatensätze, abhängig von der jeweils verwendeten Schweißzange. In Abhängigkeit von der Größe der Zange, der durch die Zange erzeugten Andrückkraft und der unterschiedlichen Formen der Schweißelektroden der Zangen variieren diese Steuer- bzw. Regelpara meter stark.In all known control or regulating methods, the control or Control parameters, d. H. the reference records, depending on the used welding gun. Depending on the size of the pliers, the pressing force generated by the pliers and the different shapes the welding electrodes of the pliers vary this control or regulation pair meters strong.
In einer industriellen Fertigungseinrichtung ist eine große Anzahl von Schweißzangen im Einsatz. Häufig werden 250 Schweißzangen oder auch mehr z. B. über Schnellwechselkupplungen an die unterschiedlichen Schweißstromquellen angeschlossen. Damit die mit der jeweiligen Schweiß zange durchgeführte Schweißung optimal verläuft, muß bei einem Wechsel der Zange in den Programmspeicher des Steuer- und/oder Regelgerätes der Schweißvorrichtung der zu der Schweißzange gehörige Datensatz mit den spezifischen Steuer- und Regelparametern geladen werden. Die Steuer- und Regelparameter sind dabei in einem zentralen Datenspeicher abgelegt, der entweder in das Steuer- und/oder Regelgerät integriert ist oder bei mehreren Schweißstationen innerhalb einer Fertigungsanlage über ein Datennetzwerk mit den unterschiedlichen Steuer- und/oder Regelgeräten verbunden ist. Die Personen, die die Schweißvorrichtungen bedienen, müssen jeweils darauf achten, daß bei der Durchführung der Schweißung der entsprechende Steuer- und Regeldatensatz geladen ist. In an industrial manufacturing facility, there are a large number of Welding guns in use. Frequently, 250 welding guns or more z. B. via quick-change couplings to the different Welding power sources connected. So that with the respective sweat The welding that is carried out by the pliers runs optimally when changing the pliers in the program memory of the control and / or regulating device Welding device the data record belonging to the welding gun with the specific control and regulation parameters are loaded. The tax and Control parameters are stored in a central data store, the is either integrated in the control and / or regulating device or in the case of several Welding stations within a manufacturing plant via a data network is connected to the different control and / or regulating devices. The People who operate the welding devices must do so make sure that the appropriate control and control data record is loaded.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Handhabung, insbesondere die Datenver waltung bei einer Widerstandsschweißvorrichtung der eingangs genannten Art zu vereinfachen und deren Zuverlässigkeit zu erhöhen.The object of the invention is to handle, especially the data administration in a resistance welding device of the aforementioned To simplify and increase their reliability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Schweiß zange ein lokaler Datenspeicher zur Abspeicherung der für die Schweißzan ge spezifischen Datensätze sowie eine Datenschnittstelle angeordnet ist, wobei das Steuer- und/oder Regelgerät über eine Datenschnittstelle verfügt, welche mit der Datenschnittstelle der Schweißzange zur Übertragung der spezifischen Datensätze in den Programmspeicher des Steuer- und/oder Regelgeräts verbindbar ist.This object is achieved in that the sweat pliers a local data storage for storing the for the welding gun specific data records and a data interface are arranged, the control and / or regulating device has a data interface, which with the data interface of the welding gun to transfer the specific data records in the program memory of the control and / or Controller is connectable.
Die lokale Abspeicherung der für die Schweißzangen spezifischen Steuer- und Regelparameter sowie ggf. anderer relevanter Datensätze bietet erhebli che Vorteile bei der Handhabung der Widerstandsschweißvorrichtung sowie bei der Verwaltung der zur Steuerung und Regelung des Schweißstroms notwendigen Datensätze. Beim Anschließen der Schweißzange an die Schweißstromquelle und das Steuer- und/oder Regelgerät erfolgt die Über tragung der an der Schweißzange abgespeicherten Datensätze, so daß unmittelbar gewährleistet ist, daß die richtigen Datensätze zur Schweiß stromregelung verwendet werden. Das Steuer- und/oder Regelgerät braucht keinen eigenen Permanent-Datenspeicher für die der Schweißzange zugeord neten Datensätze aufzuweisen. Es ist daher ohne weiteres gegen ein anderes, baugleiches Steuer- und/oder Regelgerät austauschbar. In Fertigungsein richtungen, welche über verschiedene Schweißstationen mit jeweils eigenen Steuer- und/oder Regelgeräten sowie Schweißstromquellen verfügen, können die Schweißzangen beliebig ausgetauscht werden, ohne daß eine Vernetzung der Digitalrechner der Steuer- und/oder Regelgeräte erfolgen müßte.The local storage of the control erhebli offers control parameters and any other relevant data records che advantages when handling the resistance welding device as well in the management of the control and regulation of the welding current necessary records. When connecting the welding gun to the Welding current source and the control and / or regulating device takes place via the data records stored on the welding gun so that It is immediately guaranteed that the right records for sweat current control can be used. The control and / or regulating device needs no dedicated permanent data memory for the welding gun assigned neten data records. It’s easily against another, Identical control and / or regulating device can be exchanged. In production directions via different welding stations, each with its own Control and / or regulating devices and welding current sources can have the welding guns can be replaced as desired, without any networking the digital computer of the control and / or regulating devices would have to take place.
In dem lokalen Datenspeicher an der Schweißzange können beliebige Datensätze abgelegt werden. Insbesondere können die statischen Steuergrö ßen (z. B. Schweißzeit, Schweißstromstärke und Elektrodenkraft), die eingangs genannten dynamischen Referenzkurven (Schweißstromverlauf, Elektroden-Spannungsabfallverlauf usw.) abgespeichert sein. Die genannten Daten können alternativ oder gemeinsam abgespeichert sein, so daß die Schweißzange auch an unterschiedliche Steuer- und/oder Regelgeräte angeschlossen werden können und für jedes dieser unterschiedlichen Steuer- und/oder Regelgeräte den richtigen Steuer- und Regeldatensatz zur Verfü gung stellen kann.Any of the following can be stored in the local data memory on the welding gun Records are stored. In particular, the static control variables (e.g. welding time, welding current and electrode force), the dynamic reference curves (welding current profile, Electrode voltage drop curve, etc.). The above Data can alternatively or together be stored so that the Welding gun also to different control and / or regulating devices can be connected and for each of these different control and / or control devices have the correct control and control data record available can provide.
Weiterhin können schweißzangenspezifische Kalibrierdaten abgespeichert sein, welche mechanische und/oder elektrische Eigenschaften der jeweils eingesetzten Schweißzange (z. B. Kraftkalibrierung) wiedergeben. Auch der sogenannte Stepper, d. h. die Anzahl der mit den an der Schweißzange angebrachten Elektroden durchgeführten Schweißungen, kann zusammen mit der Stepperfunktion (dem Maß der von der Zahl der Schweißungen abhängi gen Schweißstromerhöhung) im lokalen Datenspeicher abgespeichert sein. Der Stepper muß bei einem Wechsel der Schweißelektroden auf Null gesetzt werden.Furthermore, welding gun-specific calibration data can be saved be what mechanical and / or electrical properties of each Play the welding gun used (e.g. force calibration). Also the so-called steppers, d. H. the number of those on the welding gun attached electrodes performed welds, can together with the stepper function (the measure of which depends on the number of welds to increase the welding current) in the local data memory. The stepper must be set to zero when changing the welding electrodes become.
Weitere Vorteile liegen darin, daß ein Schweißzangenhersteller bereits die für die Schweißzange spezifischen Datensätze werkseitig in den lokalen Datenspeicher einspielen kann. Damit entfällt die Notwendigkeit der Durchführung von Referenzschweißungen oder weiteren Einstellarbeiten durch den Anwender, und eine neue Schweißzange kann ohne Zeitverlust in ein bestehendes Schweißsystem integriert werden. Somit ist der Einsatz des lokalen Datenspeichers nicht nur bei einem System mit auswechselbaren Schweißzangen sondern auch bei einem System mit einem bestimmten aber erneuerbaren Schweißzangentyp sinnvoll.Further advantages are that a welding gun manufacturer already has the for the welding gun specific data sets in the factory in the local Can import data storage. This eliminates the need for Carrying out reference welding or other adjustment work by the user, and a new welding gun can be put in without wasting time an existing welding system can be integrated. Thus the use of the local data storage not only in a system with exchangeable Welding guns but also in a system with a certain but renewable welding gun type makes sense.
Wenn unveränderliche Datensätze abzuspeichern sind, kann ein ROM (Nur- Lese-Speicher) verwendet werden. Vorzugsweise wird als lokaler Datenspei cher ein löschbarer Permanentspeicher-Baustein (EEPROM o. ä.) verwendet. If unchangeable data records have to be saved, a ROM (only Read memory) can be used. Preferably, as a local data storage an erasable permanent memory module (EEPROM or similar) is used.
Es kann aber auch ein stromgepufferter RAM verwendet werden, der über eine langlebige Lithiumbatterie gepuffert ist. Datenspeicher (RAM- oder ROM-Bausteine) werden normalerweise als Chip mit mehreren Kontaktstif ten hergestellt und vertrieben. Im vorliegenden Fall ist es sinnvoll, Daten speicher zu verwenden, die nur mit zwei Anschlußpolen versehen sind, über die der Datenaustausch und ggf. die Energieversorgung erfolgt. Solche Datenspeicher sind im Markt als I-Buttons bekannt und werden unter anderem von dem Hersteller DALLAS angeboten. Grundsätzlich ist jeder Datenspeicher geeignet, der programmierbar ist und über einen ausreichend langen Zeitraum (möglichst mehrere Jahre) die eingegebenen Daten abspei chert.However, it is also possible to use a current-buffered RAM that has over a long-life lithium battery is buffered. Data storage (RAM or ROM devices) are usually used as a chip with multiple pins manufactured and distributed. In the present case, it makes sense to have data to use memory that are only provided with two connection poles the data exchange and, if necessary, the energy supply. Such Data storage are known in the market as I buttons and are under other offered by the manufacturer DALLAS. Basically everyone is Suitable data storage, which is programmable and sufficient the entered data for a long period of time (possibly several years) chert.
Im einfachsten Fall wird der lokale Datenspeicher über als Teile einer Steckverbindung ausgebildete Datenschnittstellen mit dem Steuer- und/oder Regelgerät der Schweißvorrichtung verbunden. Beim Anschließen der Schweißzange muß auf alle Fälle eine Verbindung für die Schweißenergie, Kühlwasser, Krafterzeugungsleitung und Steuerleitung sowie in den meisten Fällen auch für ein Strommeßgerät (Rogowski-Gürtel), ein Spannungsmeßge rät, ein Elektrodenweg- und ein Elektrodenkraftmeßgerät geschaffen werden. Es ist ohne weiteres möglich, eine weitere Steckverbindung für die Daten übertragung der lokal abgespeicherten Steuer- und Regeldaten der Schweiß zange zu schaffen. Alternativ kann ein sogenannter Transponder gewechselt werden, bei dem die in einem Datenspeicher abgespeicherten Daten über eine integrierte Antenne auf eine Sende/Empfangseinheit an dem Steuer- und/oder Regelgerät übertragen werden. Der Datenaustausch kann auch mit Infrarot-Signalen erfolgen. Diese Ausführungsform ist allerdings kostenin tensiver und aufwendiger. Grundsätzlich kann jedes Verfahren für die Datenübertragung von einem Datenspeicher auf den anderen eingesetzt werden. In the simplest case, the local data storage is part of as one Plug-trained data interfaces with the control and / or Control device of the welding device connected. When connecting the Welding gun must in any case be a connection for the welding energy, Cooling water, power generation line and control line as well as in most Cases also for a current measuring device (Rogowski belt), a voltage measuring device advises to create an electrode displacement and an electrode force measuring device. It is easily possible to add another connector for the data Transmission of the locally stored control and regulation data of the sweat to create pliers. Alternatively, a so-called transponder can be changed be, in which the data stored in a data storage via an integrated antenna on a transmitter / receiver unit on the control and / or control device are transmitted. The data exchange can also with Infrared signals take place. However, this embodiment is costly more intensive and complex. Basically, any process for that Data transfer from one data storage device to the other become.
Die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines Ausführungsbei spiels verdeutlicht.The advantages resulting from the invention are set out below Reference to the accompanying drawing using an exemplary embodiment clarifies the game.
Die beigefügte Zeichnung zeigt den schematischen Aufbau einer Schweiß anlage. Diese besteht aus einem Steuer- und/oder Regelgerät 1 und einer Quelle für den Schweißstrom, welche sich zusammensetzt aus einem Lei stungssteller 2 und einem Schweißtransformator 3. An den Schweißtrans formator 3 ist die Schweißzange 4 angeschlossen, deren Schweißelektroden 5, 6 gegen die zu verschweißenden Bleche gedrückt werden. Die Schweiß spannung wird dabei über die Meßleitung 7, welche zu dem Steuer- und/oder Regelgerät führt, erfaßt. Der Schweißstrom wird über einen Rogowskigürtel 8 gemessen, der über eine Meßleitung 9 ebenfalls mit dem Steuer- und/oder Regelgerät verbunden ist. Weitere Meßleitungen (Elektrodenkraft und -weg) sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. An der Schweiß zange 4 ist ein EEPROM 10 befestigt, der den lokalen Datenspeicher für die Steuer- und Regelparameter, insbesondere die spezifisch der Schweißzange 4 zugeordneten Referenzwerte und Referenzkurvenverläufe bildet. Über eine Datenleitung 11 ist der EEPROM 10 mit dem Steuer- und/oder Regelgerät 1 verbunden. Zu diesem Zweck ist am Ende des Kabels 11 ein Stecker 12 angeordnet, der in eine Steckbuchse an dem Steuer- und/oder Regelgerät eingesteckt ist.The attached drawing shows the schematic structure of a welding system. This consists of a control and / or regulating device 1 and a source for the welding current, which is composed of a power controller 2 and a welding transformer 3 . The welding gun 4 is connected to the welding transformer 3 , the welding electrodes 5 , 6 of which are pressed against the sheets to be welded. The welding voltage is detected via the measuring line 7 , which leads to the control and / or regulating device. The welding current is measured via a Rogowski belt 8 , which is also connected to the control and / or regulating device via a measuring line 9 . Other measuring lines (electrode force and path) are not shown for reasons of clarity. At the welding tongs 4 is an EEPROM 10 is mounted, the local data storage for the control parameter, in particular the forms specifically associated reference values and reference waveforms of the welding gun. 4 The EEPROM 10 is connected to the control and / or regulating device 1 via a data line 11 . For this purpose, a plug 12 is arranged at the end of the cable 11 , which is inserted into a socket on the control and / or regulating device.
Die dargestellte Schweißanlage kann mit beliebigen Schweißzangen betrie ben werden, da die sich jeweils in Abhängigkeit der Schweißzangen ändern den Parameter von dem EEPROM an der jeweiligen Schweißzange auf das Steuer- und/oder Regelgerät übertragen werden. Ein Betrieb einer Ferti gungsanlage, in der eine Vielzahl von unterschiedlichen Schweißzangen 4 zum Anschluß an die Schweißstromquelle 2, 3 vorgesehen ist, ist problemlos möglich. The welding system shown can be operated with any welding guns, since the parameters that change depending on the welding guns are transferred from the EEPROM on the respective welding gun to the control and / or regulating device. Operation of a production system in which a variety of different welding guns 4 is provided for connection to the welding current source 2 , 3 is possible without any problems.
11
Steuer- und/oder Regelgerät
Control and / or regulating device
22nd
Leistungssteller
Power controller
33rd
Transformator
transformer
44th
Schweißzange
Welding gun
55
Schweißelektrode
Welding electrode
66
Schweißelektrode
Welding electrode
77
Meßleitung
Measurement line
88th
Rogowskigürtel
Rogowski belt
99
Meßleitung
Measurement line
1010th
lokaler Datenspeicher (EEPROM)
local data storage (EEPROM)
1111
Datenleitung
Data line
1212th
Stecker
plug
1313
Steckbuchse
Socket
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